2021. július. 28., szerda - Szabolcs.
hirdetés

 

Fénykapcsolók az agyban

Fénnyel irányított állatok

Egy új módszer, az ún. optogenetika (optogenetics), amelynek lényege, hogy az idegsejtek aktivitását fénnyel szabályozzák, a távirányítású állatok, a fénnyel regulált gének és a drót nélküli agyi implantátumok világát nyitja meg előttünk.

Az optogenetika legújabb eredményeiről a Society for Neuroscience San Diegó-i mini-szimpóziumán számoltak be a hétvégén. Az optogenetika a legutóbbi évtizedben jelent meg – ezzel a nagy pontosságú módszerrel meg lehet figyelni és szabályozni is lehet az idegsejtek aktivitását. Működése a rodopszinokon alapul, amelyek fényérzékeny fehérjék, és az algákból és baktériumokból izolálhatók, de az emberi szemben is jelen van egy formájuk.

Lézerrel aktiválható sejtcsoportok

Ha a szem retinájában levő rodopszint fény éri, ez egy biokémiai reakciósort indít be, amelynek eredményeként a sejtek jelet küldenek az agyba a látóidegen keresztül. A mikróbák rodopszinja azonban másképpen működik: fény hatására közvetlenül megváltoztatják az idegsejtek elektromos tulajdonságait, és éppen ez teszi őket felhasználhatóvá. A neuronba juttatva a rodopszin beépül a sejtmembránba, és ezzel fényérzékennyé teszi a sejtet. Ezután rövid lézer fényingerekkel ezredmásodpercnyi pontossággal lehet egy-egy sejtcsoportot aktiválni vagy aktivitását megszüntetni.

Ez a módszer már kezdettől fogva komoly sikereket hozott. A legkorábbi kísérletekben kis organizmusok – férgek, gyümölcslegyek – mozgását szabályozták a fénnyel. Újabban már emlősök egyre bonyolultabb viselkedéseit is szabályozni tudják. Az utóbbi években az optogenetikát felhasználták vak egerek látásának helyreállítására, gerincvelősérült egerek idegi funkcióinak felélesztésére és a jutalommal, a motivációval és a félelemmel kapcsolatos jelutak szabályozására is.

Ed Boyden, az MIT Media Lab kutatója arról beszélt, hogy milyen fejlesztések, finomítások várhatók a közeljövőben. Genetikai manipulációval elérhető, hogy a rodopszin érzékenyebb legyen a fényre, aminek következtében gyorsul az aktiváció utáni helyreállás és nőhet a ki- és bekapcsolás frekvenciája. Ez azt jelenti, hogy eddig elérhetetlen pontossággal lehet majd szabályozni a komplex idegsejthálózatok működését.

Drót nélküli implantátumok az emberi agyban

Mindeddig a rodopszin csak a sejtmembránban expresszálódott, de most Anselm Levszkaja, a San Franciscó-i University of California kutatója elmondta, hogy hogyan fejlesztette tovább az optogenetikát úgy, hogy a sejten belüli folyamatok is megfigyelhetők legyenek. Ez a módszer olyan pontos, hogy követni lehet vele az egyetlen dendrittüskén lejátszódó bonyolult folyamatokat is. Egy másik forradalmian új lehetőség a gének transzkripciójának szabályozása – akár sok géné egyidejűleg – igen nagy tér- és időbeli felbontással.

Végül, az emberekben jelenleg használt, kényelmetlen neurális implantátumok felválthatók lesznek miniatűr LED-eket (fénykibocsátó diódákat) tartalmazó, drót nélküli implantátumokkal. A primátákon végzett preklinikai kísérletek tanúsága szerint ez a módszer biztonságos, és nem lép fel kilökődési immunreakció.

Természetesen vannak azért technikai problémák. Ezek egyike, hogy a fény nem hatol messzire a szövetekben, részben azért, mivel a leggyakrabban használt kék és zöld fényt a vér erősen elnyeli. Michael Lin, a San Diegó-i University of California kutatója azonban elmondta, hogy ez a probléma megkerülhető azzal, ha a rodopszint úgy alakítják át, hogy a vörös fényre legyen érzékeny, és ez már ma is megvalósítható.

Dr. Weisz Júlia
a szerző cikkei

(forrás: The Guardian)
Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés

Könyveink

  • learn more Az agyvelő boncolása

    Ez a könyv az agyvelő normális anatómiájával foglalkozók, tehát elsősorban az egyetemi hallgatók számára készült. A szövettani, élettani és...

  • learn more S. O. S. Cukor! – Párbeszéd a diabéteszről

    Hiánypótló kötet betegeknek, hozzátartozóknak és orvosoknak a Magyar Diabetes Társaság ajánlásával  Hogyan fogadja el...

  • learn more Gyermekszemészet

    A könyv összegzi mindazon tapasztalatokat, amelyek az utóbbi évtizedek során felhalmozódtak a gyermekkor szemészeti betegségeinek ellátásában. A szakemberek...

  • learn more Rendhagyó szakácskönyv. Patikusok receptjei tápanyagtartalommal

    Különleges ötlettel jelent meg a gyógyszerészek szakácskönyvének  harmadik kötete,...

  • learn more Odontológia és gnatológia

    A rágókészülék mozgástana és a természetes maradó fogazat okklúziójára vonatkozó legfontosabb alapelvek ismerete elengedhetetlen a korszerű...

  • learn more Az orvostudomány története

    „Az orvostudomány haladását évezredek alatt orvosok ezreinek munkássága jelentette". Ez az Ar-Razi idézet a mottója az orvostudomány...

  • learn more Zsebdoktor utazóknak - Patika Magazin könyvek

    A könyv részletesen tárgyalja az utazás közben előforduló megbetegedéseket, azok kezelési módját, az utazás előtt...

  • learn more HOUSE A SEBZETT GYÓGYÍTÓ A TELEVÍZIÓBAN

    A Dr. House egy világszerte ismert, régóta sikeres orvosi dráma. A House – A sebzett gyógyító a televízióban Jungiánus...

  • learn more Májsebészet

    A könyv elsődleges célja olyan májsebészeti munka létrehozása, amely segítséget nyújthat ügyeleti éjszakán a fiatal szakorvosnak, ha többek között rupturált...

  • learn more Odú vagy kelepce?

    Hogy kik is vagyunk, mit akarunk az élettől és mi a szerepünk a világban, azaz identitásunk, mindegyikünk számára fontos kérdés. Valódi önmagunk...

  • learn more Méregtől a gyógyszerig

    Az író legjelentősebb cikkeiből történt válogatás mind az értő, mind a laikus olvasó számára értékes és érdekes ismeretanyagot nyújt. A...

  • learn more 150 EKG kérdés (javított kiadás)

    Bár a gyakorlat és a tapasztalat semmivel sem helyettesíthető, ez a könyv egy lépéssel közelebb áll a klinikai valósághoz, mint azok a...

  • learn more The Etiological Role of Hepatitis C Virus in Lymphomagenesis

    The acute inflammation of liver in patients (acute hepatitis) can be produced by different chemicals...

  • learn more Velencei-tó látványtérképe

    Az elmúlt évek jelentős turisztikai fejlesztései is megtalálhatóak már a Civertan Grafikai Stúdiónak a Velencei-tavat és térségét bemutató...

  • learn more Álomkönyv. Pszichoterápiás álommunka

    Az Álomkönyvet mindazok haszonnal forgathatják, akik érdeklődnek saját álmaik iránt, és akik izgalmasnak találják a...

  • learn more Kórtani alapismeretek

    A tankönyv a kórtani alapok ismertetése után részletesen foglalkozik az egyes szervek, szervrendszerek kórtani alapismereteivel. Ez az...

  • learn more Szexuálfarmakológia

    Mely gyógyszerek okoznak szexuális problémákat, és miért? Milyen kérdéseket tegyünk fel betegeinknek? Hogyan alkalmazhatók a szexuális működést...

  • learn more Levelek a túlvilágra - Egy 20. századi életút

    "„Az utóbbi időben több időt töltök unokáim korosztályának társaságában és látom, hogy a legtöbben milyen...

  • learn more Pirula a patikamanó - Maja lázas

    A Galenus Kiadó – a Patika Magazin kiadója - mesesorozatot jelentetett meg Pirula, a patikamanó  sorozatcímmel 2-4 éves gyerekek...

  • learn more A kiegyensúlyozott gyermek

    Sally Goddard Blythe Kiegyensúlyozott gyermek című új könyvében praktikus tanácsokkal látja el a szülőket, pedagógusokat és egészségügyi...